چهارشنبه, 19 مهر 1396 ساعت 16:42
امتیاز
(0 رای)

اگر یکی از دانشمندان با کله‌ داخل شتابدهنده ذرات سرن برود، چه اتفاقی می‌افتد؟

اگر بدن‌تان وارد بخش داخلی شتاب‌دهنده ذرات شود، چه اتفاقی خواهد افتاد؟ این داستان می‌تواند شروعی جذاب برای یکی از کمیک‌های مارول یا فیلمهای پرفروش هالیوود باشد. اما چنین اتفاقی می‌تواند باعث درک و فهم بهتر ما نسبت به تشعشعات، میزان آسیب‌پذیری بدن انسان و ماهیت اصلی ماده شود.

فیزیک‌دانها به کمک شتاب‌دهنده‌های ذرات به مطالعه ذرات زیر‌اتمی می‌پردازند. برای این کار درون یک آهنربای بسیار قوی  ذرات را به سرعت حرکت می‌دهند و آنگاه به بررسی تعامل میان آنها و اتفاقات پس از برخورد ذرات می‌پردازند. هدف اصلی این آزمایشات هم کاوش در رازهای جهان خلقت و نحوه شکل گیری دنیا است. ذره‌کوبها (شتاب‌دهنده ذرات) در حقیقت به روح زمانه نفوذ می‌کنند و سعی در شنود و کشف  شگفتی‌ها و هراس‌های زمانه ما دارند.

سال ۲۰۰۸ بود که سازمان اروپایی پژوهشهای هسته‌ای (CERN)‌ با استفاده از LHC یا برخورددهنده بزرگ هادرونی موفق شد سیاه‌چاله‌‌هایی در ابعاد میکروسکوپی خلق کند و با این کشف فیزیکدانان می‌توانند ابعادی بیشتر از جهان را به آزمون گذارده و اندازه‌گیری کنند. البته این پاراگراف از همان زمان برای بسیاری از مردم همانند داستان یک فیلم علمی-تخیلی فاجعه‌بار هالیوودی بود که قرار است دنیا را نابود کند. و این داستان آنقدر جدی شد که دو نفر از LHC شکایت کرده و از دادگاه خواستند جلوی ادامه فعالیت‌های این مرکز گرفته شود. زیرا ممکن است این سیاهچاله‌ها اینقدر بزرگ و قوی شوند که دنیا را در خود فروبلعیده و نابود کنند. اما خوشبختانه دانشمندان توانستند ثابت کنند که این ادعایی واهی است و درخواست شکات توسط دادگاه رد شد.

در سال ۲۰۱۲ هم این شتابدهنده عظیم موفق شد ذره خدا را کشف کند (چیزی که سالها کعبه آمال فیزیکدانان بود). علم فیزیک برای توضیح اینکه چرا ذرات جرم دارند به وجود این ذره بنیادی نیاز دارد. با چنین دستاورد مهمی، LHC سریعا به فرهنگ عامه راه پیدا کرد. در سال ۲۰۱۳ تبدیل به عکس روی جلد آلبوم Super Collider گروه هوی‌متال مگادث شد. و البته در سریال مشهور فلش هم می‌توان ردپای آن را دید.

اما علیرغم این دستاوردها و شهرت افسانه‌ای، دنیای فیزیک ذرات هنوز آنچنان پیچیده و انتزاعی است که تنها افراد کمی در این کره خاکی مفهوم، معنا یا کاربرد آن را درک می‌کنند. برعکس ناسا که کاوشگر به مریخ فرستاده و چیزی ملموس و دیدنی ارائه کرده، تحقیقات سرن هنوز نتوانسته تصاویری ملموس و حیرت‌آور ارائه کند. به جای آن هنوز بهترین شرح و توضیح فیزیک ذرات را باید در معادلات نوشته شده روی تخته‌سیاه و خطوط لرزانی جستجو کرد که به نمودارهای فاینمن مشهورند.

اجازه دهید به سوال اصلی‌مان برگردیم: اگر پرتو یک ذره زیراتمی که تقریبا با سرعت نور حرکت می‌کند از گوشت تازه بدن انسان عبور کند، چه اتفاقی می‌افتد؟

از آنجایی که این اتفاق به شکل مفهومی مرزهای میان فیزیک ذرات و بیولوژی را در می‌نوردد، شاید هیچ‌کس بهتر از دانشمندان فیزیک قادر به پاسخگویی به آن نباشند. چه بسا که چنین اتفاقی را تجربه هم کرده‌باشند. سال ۲۰۱۰ مصاحبه‌ای با اعضای دانشکده فیزیک و نجوم دانشگاه ناتینگهام در یوتوب منتشر شد. در آنجا تعداد زیادی از متخصصان دانشگاهی اظهار داشتند که درباره اتفاقات احتمالی برای  شخصی که دستش را میان تونل عبور پروتونهای LHC فرو کند، تقریبا هیچ ایده‌ای ندارند. پروفسور مایکل مریفیلد می‌گوید: «این سوال خوبی است. من جواب آن را نمی دانم. شاید اتفاق بسیار بدی برایش بیافتد.» پروفسور لورنس ایوس هم درباره نتیجه‌گیری محتاط بود: «با توجه به مقیاسی از انرژی که درباره آن صحبت می‌کنیم، شاید این کار اصلا عاقلانه نباشد.» و اغلب اساتید بریتانیایی می‌گفتند چندان مطمئن نیستند که حاضر باشند دست‌شان را از میان چنین پرتوی عبور دهند.

البته برای مطالعه و تحقیق درباره چنین موقعیتی که هنوز نتوانسته در آزمایشگاه مورد امتحان قرار گیرد، شاید آزمونهای فکری چندان کاربردی نباشند. اما  گاه و بیگاه گزینه‌های مطالعاتی جالب و بدشانسی هم در این زمینه پیدا شوند: فرصتهایی که محققان به بررسی و مطالعه سناریوهایی بپردازند که به دلایل اخلاقی در محیط آزمایشگاهی انجام‌شان ممکن نیست.

البته ایراد مطالعات موردی (Case study) این است که به ندرت اتفاق می‌افتند و گروه کنترلی برای آزمایش در اختیار ندارید! اما همان‌طور که دانشمندعلوم‌اعصاب، دکتر وی. اس. راماچاندران در کتاب خود «خیالات درون مغز» می‌گوید، وجود یک خوک سخنگو کافی است تا ثابت کند خوکها هم حرف می‌زنند. یک مثال درباره اتفاقات غیرممکن این است که ۱۳ سپتامبر ۱۸۴۸ یک میله آهنی درون جمجمه یک کارگر راه‌آهن فرو رفت، ولی او زنده ماند و جالب اینکه شخصیتش به کلی عوض شد.

و در ۱۳ ژولای ۱۹۷۸ یک دانشمند اتحاد جماهیر شوروی کله‌اش را درون شتاب‌دهنده ذرات فرو کرد. در آن روز سرنوشت‌ساز بوگورسکی در حال کنترل ایرادات سنکروترون u-70 (بزرگترین شتاب‌دهنده ذرات اتحادجماهیرشوروی) بود که سیستم ایمنی دستگاه از کار افتاد و پرتوهای پروتون با سرعتی نزدیک به نور (شبیه اتفاق فینیاس گیج) دقیقا از درون سر وی عبور کردند. ممکن است در این بازه تاریخی، هیچ انسان دیگری روی کره زمین عبور این حجم از تشعشع را با چنین انرژی بالایی تجربه نکند. البته پیش از این اتفاق هم متخصصان از پروتون درمانی برای درمان سرطان بهره می‌بردند. اما اشعه‌های پروتونی که برای تخریب تومور شلیک می‌شدند تنها حدود ۲۵۰ میلیون الکترون‌ولت (واحد انرژی مورد استفاده برای ذرات کوچک) قدرت دارند. اما تخمین زده‌ می‌شود که بوگورسکی قدرت پروتوزایی ۳۰۰ بار شدیدتر (تقریبا ۷۶ میلیارد الکترون‌ولت) را تجربه کرده‌باشد.

اما ذرات پروتون در حالت عادی چندان وحشی و شیطان‌صفت نیستند. پروتونهای شلیک شده از بادهای خورشیدی و اشعه‌های کیهانی معمولا توسط جو زمین متوقف می‌شوند. و از سویی در فروپاشی‌های رادیواکتیو تا سال ۱۹۷۰ هیچ ردی از  تشعشعات پروتونی مشاهده نشده‌ بود. علاوه بر این، تهدیدات شناخته‌شده‌تر همچون فوتونهای ماوراءبنفش و ذرات آلفا هم تا زمانی که ماده رادیواکتیو بلعیده نشود، توان عبور از پوست انسان را ندارند.

البته فضانوردانی که درون سفینه‌های غول‌پیکری که آنها را در برابر اشعه آلفا محافظت می‌کند، از جو خارج شده‌اند. تجربه‌ای منحصر به فرد در این زمینه دارند. آنها می‌گویند که امواج نوری به شکل فلاش‌های قوی و سریع را به شکل دیداری تجربه کرده‌اند. بوگورسکی سال ۱۹۹۷ در مصاحبه‌ای با مجله وایرد می‌گوید که در آن لحظه جرقه نوری شدید را مشاهده کرد، اما هیچ دردی احساس نکرده است. دانشمند جوان در حالی که نیمی از صورتش متورم شده بود به بیمارستان مسکو منتقل شد، که البته پزشکان منتظر اتفاقات بدتری بودند.

ذرات تابش یوننده‌ای مانند پروتونها، می‌توانند با شکستن پیوندهای شیمیایی DNA تاثیرات ویرانگری بر بدن انسان بگذارند. چنین حمله‌ای به بخش‌های برنامه‌ریز ژنتیکی سلول می‌تواند باعث مرگ سلول شده و جلوی تقسیمات آن را بگیرد. و حتی ممکن است باعث جهش‌های سرطانی شود. در این میان بیشترین آسیب نصیب سلولهای بنیادی در مغز استخوان می‌شود. در موارد مختلفی  که افراد در برابر تشعشعات ویرانگر رادیواکتیو قرار گرفته‌اند، به دلیل از دست دادن سلولهای سفید  و قرمز خون، موارد متعدد کم‌خونی و عفونتهای گسترده مشاهده شده‌اند. اما در مورد بوگورسکی، تشعشعات رادیواکتیو به صورت متمرکز و در قالب یک پرتو باریک مستقیما از درون سرش رد شده‌اند. این درست بر خلاف بسیاری از قربانیان حادثه چرنوبیل یا بمباران هیروشیما است که به دلیل انفجار رادیواکتیو بدن آنها به شکل گسترده‌ای در مقابل تشعشعات قرار گرفته است. بخش‌های حساس بدن بوگورسکی همچون مغز استخوان و سیستم گوارش تا حد زیادی از تشعشع در امان مانده‌اند. البته به جای آن مغز وی هدف تشعشعاتی قرار گرفته که به گفته برخی منابع صدها برابر شدیدتر از میزان کشنده این پرتوها بوده است.

و البته بوگورسکی هنوز زنده است. نیمی از صورت وی  فلج شده و پرتوها به نیمی از سرش  به شکلی عجیب و غریب ظاهری جوان بخشیده‌اند. البته گفته می‌شود که یک گوش او هم کر شده است. او حداقل شش تجربه تشنج عمومی تونیک-کلونیک را از سر گذرانده است. چنین تشنج‌هایی را معمولا در فیلمها و تلویزیون دیده‌اید که با غش و بی‌هوشی همراه است. به نظر می‌رسد که غش‌های این دانشمند به دلیل آسیبهای اشعه پروتون به سمت چپ مغز باشد. البته تا کنون هیچ گزارشی از ابتلای وی به سرطان هم منتشر نشده است. در صورتی که این بیماری عاقبت نهایی تمامی افرادی است که در معرض تشعشع رادیواکتیو قرار گرفته‌اند.

علیرغم  عبور پروتو پروتون از مغز وی، عقل و ادراک او هیچ آسیبی ندید و پس از آن اتفاق بوگورسکی به راحتی دوره دکتری خود را به پایان رساند. بوگورسکی از این تصادف جان به در برد. اگرچه حضور درون دستگاه شتاب‌دهنده ذرات آنقدر ترسناک و مهیب است که شاید بشریت به این سادگی از عصر اتم جان به در نبرد!

Submit to DeliciousSubmit to DiggSubmit to FacebookSubmit to Google PlusSubmit to StumbleuponSubmit to TechnoratiSubmit to TwitterSubmit to LinkedInاشتراک گذاری در کلوب Instagram

ارسال نظر

از پر شدن تمامی موارد الزامی ستاره‌دار (*) اطمینان حاصل کنید. ایمیل شما در سایت نمایش داده نمی شود.